JPS60193722A - 自動車の縦車軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、端部にそれぞれ継手を取付けたパイプ状軸部
分を有する、自動車の縦車軸に関する。

継手軸は、通常、摺動部分を有し、この摺動部分によっ
て、例えば、組立時、後車軸の修整時および／または後
輪の懸架時に、長さ補償を行うことができる。この場合
、摺動部分は、例えば、スプラインによって、機械的に
案内する。更に、機械的摺動部分以外に、弾性層を備え
た回転弾性継手軸雌公知である。弾性層を加えたことに
よって、駆動機構が衝撃から保護され、不均一性が減衰
され、駆動ジインの固有振動数が危険な共振範囲から隔
離される。更に、油中で作動するディスククラッチと継
手軸とを組合せることも公知である。

このクラッチが必要とする半径方向および軸線方向スペ
ースは、］ｉ′ｊ＃、増を伴って本質的な欠点となる。

本発明の目的は、長さ補償を行い得る継手軸を持つ自動
車用の縦車軸を創生ずる仁とにある。丈に目的とすると
ころは、軸に導入される回転トルクの強い不均一性を減
衰し、特殊な回転トルク衝撃から駆動機構を保護するこ
とにある。この場合は特に所要スペースの増加を招くこ
となく上記目的を達成しなければならない。即ち、継手
軸の径の増加を招くことなく、目的達成のための手段を
取付は得なければならない。更に、必要に応じて、軸長
さを所与の寸法に保持できなければならず、あるいは、
軸線方向力の作用で減衰された長さ変化を許容できなけ
ればならない。他の利点は以下に説明から明らかであろ
う。

上記の目的は、冒頭に述べた１１類の縦車軸において、
本発明にもとづき、／ぞイブ状軸部分を、１つの継手の
スタッドに据伺けた少くとも１つのパイプと、別の継手
のスタッドに据付けた少くとも１つのパイプとによって
構成し、１つのパイプの外径を別のパイプの内径よシも
小さく構成し、少くとも１つの環状間隙が形成されるよ
うパイプを相互に入れ子状態に配置し、パイプの間の少
くとも１つの環状間隙または複数の環状間隙に粘稠な媒
体を充填し、外側パイプによって囲まれた環状間隙を、
Ｒイブ端において外部に対して密封することによって達
成される。組立後に同心をなすパイプの間には、粘稠な
媒体の１つまたは複数の管状層が形成される。継手軸に
導入された回転トルクは、駆動側のパイプから粘稠な媒
体の層を介して従動側のパイプに伝達され、この際、媒
体層は、剪断応力を受ける。環状間隙の巾、即ち、媒体
の層厚、媒体の粘度およびパイプによって形成された１
つまたは複数の有効剪断面の寸法は、パイプの回転数に
本質的な差が生ずることなく回転トルクが伝達されるよ
う、選択するのが好ましい。従って、一般に１間隙中を
〈１鰭とし、剪断面を大きく構成し、高粘度の媒体を使
用する。剪断面の構成および媒体の選択は、回転数の差
が小さい場合には小さな回転トルクのみが伝達され、回
転数の差が大集い場合には大きな回転トルクが伝達され
得るように行う。全輪駆動車の場合、この機能態様は、
中央差動装置の代シとなる。この場合、本発明に係る装
置は、自動ロック性差動装置の役割を果す。一方、伝達
される回転トルクが定常的でない場合または回転トルク
の衝撃が現れた場合は、１つのパイプが別のパイプに比
して加速されるよう、選択を行うこともできる。この場
合、剪断仕事は、軸によって吸収され、非定常性が平滑
化され、衝撃が減衰される。軸線方向衝撃が現れた場合
は、継手軸が、同様に、減衰作用を行う。

何故ならば、・ぐイブが縦方向へ相対運動した場合、同
じく、剪断エネルギが消費されるからである。

所要の最大回転トルクまで継手軸の駆動部と従動部とを
実質的に剛に結合するため、相互に係合する複数の、！
イブを所要の寸法だけ引込むことによって有効な剪断面
を形成しなければならない。好ましい実施例では、双方
の継手スタッドに、相互に係合して３つの環状間隙を形
成する２つのパイプを据付ける。本発明に係る継手軸は
、半径方向占有スに一スが小さいことを特徴とする。即
ち。

軸の径は、軸部分として鋼製パイプを有する従来の継手
軸の径よりも大きくない。軸の重量および価格は、従来
の継手軸とディスククラッチとを組合せた場合よシも低
い。

本発明に係る軸の好ましい実施例では、内側パイプの内
部スペースにも、少くと亀部分的に、粘稠な媒体を充填
する。継手軸のパイプの間の１″：）または複数の環状
間隙は、軸の内部スば一スと連通しているので、媒体は
、軸の長さ変化に必要な程度に、間隙から内部スペース
を介して環状間隙に流入できる。

１つの実施例では、内側パイプの内部スば一スの、媒体
を充填した部分は、パイプに固定した耐圧性の壁によっ
て、媒体を充填してない内部スペース部分に対して分離
する。内部スば一スの上記の壁によって、内部スペース
に貯えられる媒体の容積が一定に保持される。軸の長さ
変化は、１つまたは複数の環状間隙を介する媒体の流入
および流出にもとづくので、不動の壁によって内部スペ
ースの容積を一定に保持することによって、継手軸の長
さも固定される。この特殊な実施例の場合、外側パイプ
の自由端は、隣接の継手のスタッドに機械的に固定する
こともできる。この実施例の場合、長さ変化は排除され
る。即ち、長さ変化は、継手（特に、同期摺動継手）の
みによって吸収できる。

本発明の上記実施例の別の構成では、媒体を充填した内
側スに一ス部分に接する継手スタッドに、リリーフ弁を
備え外部に至るカナルを設けることができる。継手軸の
長さは、内部スペース全体または不動の耐圧性壁で隔離
した内部スペース部分の媒体充填量によって固定してお
るが、所定の、場合によっては調節可能な、数値以上に
媒体圧力を上昇してリリーフ弁を開放し、かくして、媒
体を流出させることができる。かくして、軸長さの固定
条件が破棄されるので、パイプは、再び、剪断エネルギ
を受けて縦方向へ相対的に摺動できるようになる。

従来の継手軸では、更に、例えば、衝突事故などによっ
て、軸線方向衝撃を受けた場合、車の前部が損傷される
のみたらず、衝撃力が、継手軸を介して後方へ伝達され
、従って、後車軸が変形され、場合によっては更に、車
の後部全体が変形されることになる。この欠点は、本発
明にもとづき、リリーフ弁を備えた流出カナルを設けた
ことＫよって、排除される。即ち、軸線方向衝撃にもと
づき、軸の内部ス啄−スの媒体充填部分の媒体圧力がθ
［定値を越えると、粘稠な媒体が流出する。再び、軸線
方向へ摺動可能な状態となる。この場合、機械的な摺動
部材とは異なシ、加えられる剪断力によって可成シの減
衰が行われる。軸線方向衝撃は、軸内で緩和され、衝撃
に帰因する車の後部の損傷は少くとも減少される。もち
ろん、リリーフ弁を備えたカナルは、継手スタッドを介
して外部へ導くのではなく、耐圧性壁を介して媒体を充
填してない内部スペース部分に導くこともできる。

このスペース内には空気が存在するだけであるので、十
分に高圧の媒体は、上記の内部ス被−ス部分に容易に流
入できる。

本発明の別の実施例では、粘稠な媒体を充填した内部ス
ペース部分は、媒体の圧力によシ撓む壁によって、媒体
を）を填してない内部スは−ス部分に対して隔離する。

この場合、継手軸の長さは、条件つきで固定されるにす
ぎない。即ち、軸長さは、壁が媒体圧力によシ撓む寸法
だけ変化できる。

１つの実施例の場合、媒体圧力によシ撓む壁は、内側パ
イプ内を摺動できるピストンである。内側パイプに対し
て密封してあって片側に媒体圧力を受けるこのピストン
は、十分な媒体圧力を受けた場合、内側パイプ内を摺動
する。従って、継手軸に軸線方向力が加わると媒体圧力
が作用して、軸長さが変化する。別の実施例の場合、壁
は、媒体圧力が大きくなると裂ける膜である。リリーフ
弁の場合と同様、媒体は、所定圧力に達すると、空気の
みを含むスペースにオーバフローする。この場合、軸長
さは固定されなくなる。粘稠な媒体を充填してない内部
スペース部分は、継手スタッドを貫通するカナルを介し
て大気と連通させるのが好ましい。かくして、空気を含
む内部スは−ス部分の圧力は、常に、大気圧となる。

縦車軸の軸部分の双方の端部の近傍には、１つのパイプ
の自由端と継手スタット９との間および上記パイプに構
成した受けと別のパイプに構成した受けとの間に、それ
ぞれ、圧縮コイルバネを設けるのが合目的的である。上
記バネは、ノイズを中心位置に保持し、圧縮時または伸
張時、軸に対向力を加えるのに役立つ。

本発明に係る縦車軸の少くとも１つの継手は同期摺動継
手として構成するのが好ましい。この場合、長さ変化は
、上述の態様で軸部分によって吸収されるのみならず、
史Ｋ、摺動継手によっても吸収される。この場合、動的
長さ変化は摺動継手で吸収し、一方、例えば、車の公差
に帰因する大きな長さ差は、本発明に係る継手軸の軸部
分で吸収するのが合目的的である。更に、縦車軸の継手
は、通常の構造（例えば、自在継手、同期回転継手、ゴ
ム継手）であってよい。

縦車軸のパイプには、平坦でない表面、穴またはスリッ
トを設けることができる。かくして、媒体は、駆動側パ
イプによってよシ強く駆動すれ、剪断作用が増大される
。粘稠な媒体としては、例えば、極めて多種の粘度を有
するものを入手できるシリコーン・オイルを使用する。

添付の図面を参照して以下に本発明の詳細な説明する。

図面において、同一の部分には同一の参照数字を附した
。

第１図に示した如く、継手軸は、一端に同期摺動継手２
を設け、他端に自在継手３を設けた軸部分１から成る。

同期摺動継手２のスタッド２ａには、２つのパイプ４が
同心に溶接しである。自在継手３のスタッド３ａには、
同様に、２つのパイプ５が同心に溶接しである。パイプ
４，５の外径および内径は、上記パイプを、図示の如く
、相互に差込み得るよう、選択しである。差込んだ場合
、パイプ４とパイプ５との間には、／１！イブ状の環状
間隙６が形成される。環状間隙６の巾は、例えば、ＩＩ
Ｉであシ、パイプ４，５の肉厚は、例えば、１．５Ｂま
たは２籠である。内側パイプ４の自由端の直径方向へ対
向する４つの個所は、フラップ４２１の形に間隙中だけ
外方へ曲げである。同様に、双方のパイプ５の自由端の
直径方向へ対向する４つのフラップ５Ｘ１は、上記の間
隙１】だけ内方へ曲げである。かくして、パイプ４，５
は、相互に調心され、軸線方向へ相対的に摺動する際、
調心状態で案内される。外側パイプ５の自由端は、５１
３において外方へ拡張しである。拡張部５ｂは、密封リ
ング７を受容する。密封リング７は、パイプ４および５
の相対的摺動時、スリープリンタ８によって拡張部内に
保持される。第２図から明らかな如く、曲げたフラップ
５ａの間には間隙６が形成され、すべての間隙６は相互
に連通しておシ、上記環状間隙６のうち最内側の間隙は
、更に、軸部分１の内部スペースにも連通している。内
部スは一部９の全体に、３つの環状間隙６と同様、粘稠
なシリコーン・オイルが充填してアシ、従って、シャフ
ト部分１の長さが固定される。

第３図に示した実施例の場合、軸部分１の内部スば〜ス
は、摺動自在なピストン１０によって粘稠な媒体を充填
した部分９ａ　と、粘稠な媒体が充填されてない部分９
１）とに分割されている。ピストン１０は、パツキン１
０Ｊ１によって、内側パイプ４の内面に対して密封しで
ある。内部スペース部分９１〕は、ボア１１を介して大
気と連通しているので、ピストン１０は、その位置に関
係なく、左側からのみ大気圧を受け、一方、対向側には
、粘稠な媒体の圧力が作用する。この実施例の場合、外
側パイプの拡張部５１Ｊは、以前のものより長い軸線方
向範囲にわたって延びている。スリーブリング８は、パ
イプ拡張部５１〕に固定してあ）、密封リング７を含ん
でいる。外側パイプ４には、拡張部５１〕の範囲に、受
け４ｃが取付けである。受け４ｃ　とスリーブリング８
との間には、圧縮コイルノζネ１２が設けである。外側
パイプ４の自由端には、半径方向へ折曲げた部分４１〕
が設けである。

この折曲部分と継手スタッド３ａとの間にも、同じく、
圧縮コイルバネ１３が設けである。バネ１２および１３
は、パイプ４並びに５を図示の中心位置に保持する。即
ち、軸部分１の圧縮時または伸張時、バネ１２またはバ
ネ１３の対向力が作用する。即ち、軸部分１の長さが変
化すると、パイプ４，５の相互の縦方向摺動に必要な力
、バネ１２；１３の圧縮に必要な力およびピストン１０
０摺動に対抗する力が加えられる。

第４図に示した実施例の場合、内部スペースは、耐圧性
の壁１４によって粘稠な媒体を充填した部分９ａと、粘
稠な媒体を充填してない部分９ｂとに分割されている。

ａ１４は、内側パイプ４の自由端に固定してあシ、密封
リング１４ａによってパイプに対して密封しである。か
くして、軸部分１は固定される。何故ならば、軸が圧縮
または伸張すると、媒体が圧力または張力を受けるから
である。この軸線方向の固定に加えて、外側リン〆５の
自由端には固定リン〆１５が取付けである。この固定リ
ングは、継手スタン）’２ａに係合し、更に、密封リン
グ１５Ｊ１とともに外側の環状間隙６を外部に対して密
封する。リング１５は、スタッド２．１に係合するだけ
であるので、駆動側パイプ４と従動側パイプ５とは、相
対的に回転できる。

第５図の実施例は、同定リング１５による機械的な補足
固定は行なってなく、継手スタッド３に、リリーフ弁１
６ａ、１６ｂを備え、継手軸の内部スペースの媒体充填
部分９ａから外部へ至る軸線方向カナル１６が設けであ
る点が、第４図つ実施例と本質的に異なる。この実施例
の場合、媒体の圧力が所定の最大値に達するまで軸部分
１の長さは固定される。媒体圧力が、例えば衝突に帰因
する軸線方向衝撃によって上記最大値を越えると、弁１
６ａ、１６１）が開く。かくして、粘稠な媒体が、内部
スペース部分９ａから迅速に流出し、パイプ対４および
５の相互の軸線方向固定条件が破棄され、軸部分１は圧
縮できるようになる。この場合、衝撃エネルギの少くと
も一部は、重畳するパイプ内の剪断仕事によって吸収さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る縦車軸の第１実施例の大半の部
分の軸線方向断面図、第２図は、第１図の線Ａ−Ｂに沿
う断面図、第３図は、第２実施例の軸線方向断面図、第
４図は、第３実施例の軸線方向断面図、第５図は、第４
実施例の軸線方向断面図である。 １・・・軸部分、２・・・同期摺動継手、２ａ・・・同
期摺動継手のスタッド、３・・・自在継手、３ン門・自
在継手のスタッド、４・・・パイプ、４ａ・・・７２ツ
ブ、４１〕・・・パイプの半径方向折曲部分、４・・・
受け、訃・・パイプ、５Ｊ１・・・曲げたフラップ、５
１）・・・拡張部、６・・・環状間隙、７・・・密封リ
ング、８・・・スリーブリング、９・・・内部スペース
、９；Ｉ・・・媒体を充填した内部スペース部分、９ｂ
・・・媒体を充填してない内部スに−１部分、１０・・
・ピストン、１０；門密封リング、１１・・・ボア、１
２；１３・・・圧縮コイルノ２ネ、１４・・・壁、１４
’；＋・・・密封リング、１５・・・固定リング、１５
　；＋・・・密封リング、１６・・・カナル、１６２１
・・・弁球、１６１ｒ・・弁バネ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）端部にそれぞれ継手を取付けたパイプ状軸部分を有
   する、自動車の縦車軸において、ノぐイブ状軸部分（１
   ）が、１つの継手（２）のスタッド（２ａ）に据付けた
   パイプ（４）と、別の継手（３）のスタッド（３ａ）に
   据付けたパイプ（５）とから成シ、１つのパイプ（４）
   の外径が、別のパイプ（４）の内径よシも小さく、ノミ
   イブ（４，５）が、少くとも１つの環状間＠（６）を形
   成するよう、相互に入れ子状態に配置してあシ、パイプ
   （４，５）の間の少くとも１つの環状間隙おるいは複数
   の環状間隙（６）には、粘稠な媒体が充填してあシ。 外１１１Ｊパイプ（５）によって囲まれた環状間隙（６
   ）が、パイプ端において外部に対して密封しであること
   を特徴とする縦車軸。 ２）双方の継手スタッド（２ａｔ３ａ）には、３つの環
   状間隙（６）を形成するよう相互に係合する同心の２つ
   のパイプ（４；５）がそれぞれ据付けであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の縦車軸。 ３）環状間隙の巾、媒体の粘度およびパイプ（４゜５）
   によって形成された１つまたは複数の有効剪断面の寸法
   は、パイプ（４，５）の回転数に本質的な差が生ずるこ
   となく回転トルクが伝達されるよう、選択しであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   縦車軸。 ４）内側パイプ（４，５）の内部スペース（９）にも、
   少くとも部分的に、粘稠な媒体が充填しであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜３項の１つに記載の縦車
   軸。 ５）内側パイプ（４，５）の内部スペースの、媒体を充
   填した部分（９ＸＩ）が、耐圧性の壁（１４）によって
   、媒体を充填してない内部スペース部分（９１〕）に対
   して隔離されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜４項の１つに記載の縦車軸。 ６）外側パイプ（５）の自由端が、隣接の継手（２）の
   スタッド（２ａ）に機械的に固定しであることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項または第５項記載の縦車軸。 ７）媒体を充填した内部スは−ス部分（９ａ）に接する
   継手スタンド（３Ｉ）には、リリーフ弁（１６ａ、１６
   １））を備え且つ外部に至るカナル（１６）が構成しで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第４〜６項の１つ
   に記載の縦車軸。 ８）媒体を充填した内部スペース部分（９２）が、媒体
   の圧力を受けると撓む壁によって、媒体を充填してない
   内部スペース部分（９ｂ）に対して分離されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の縦車軸。 ９）壁が、内側パイプ（４）内を摺動できるピストン（
   １０）であることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
   載の縦車軸。 １０）　壁が、媒体の圧力が増大すると裂ける膜である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の縦車軸。 １１）　媒体を充填してない内部スペース部分（９Ｌ＋
   ）が、継手スタッド（２，ｔ）を貫通するカナル（１１
   ）を介して、外気と連通していることを特徴とする特許
   請求の範囲第８〜１０項の１つに記載の縦車軸。 １２）　軸部分（１）の双、方の端部の近傍には、一方
   では、１つのパイプ（４）の自由端と継手スタンＦ”　
   （３ａ）との間に、他方では、上記パイプ（４）に構成
   した受け（４ｃ）と別のパイプ（５）に取付けた受けと
   の間に、それぞれ、圧縮コイルノまネ（１３；　１２）
   が設けであることを特徴とする特許請求の範囲第８〜１
   １項の１つに記載の縦車軸。 １３）　少くとも１つの継手が、同期摺動継手であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜１２項の１つに記
   載の縦車軸。 １４）・ξイブ（’Ｌ５）には、平坦でない表面または
   穴まだはスリットが設けであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜１３項の１つに記載の縦車軸。 １５）　粘稠な媒体が、シリコーン・オイルであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜１４項の１つに記載
   の縦車軸。